提分集训(76)实验8(Word练习)-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

1．(2024·安徽高考)某实验小组做“测量玻璃的折射率”及拓展探究实验． (1)为测量玻璃的折射率，按如图甲所示进行实验，以下表述正确的一项是________．(填正确答案标号) 图甲 A.用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′ B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1.在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2 C.实验时入射角θ1应尽量小一些，以减小实验误差 (2)为探究介质折射率与光的频率的关系，分别用一束红光和一束绿光从同一点入射到空气与玻璃的分界面．保持相同的入射角，根据实验结果作出光路图，并标记红光和绿光，如图乙所示．此实验初步表明：对于同一种介质，折射率与光的频率有关．频率大，折射率________(填“大”或“小”) (3)为探究折射率与介质材料的关系，用同一束微光分别入射玻璃砖和某透明介质，如图丙、丁所示．保持相同的入射角α1，测得折射角分别为α2、α3，则玻璃和该介质的折射率大小关系为n玻璃________n介质(填“>”或“<”).此实验初步表明：对于一定频率的光，折射率与介质材料有关． 解析：(1)A.在白纸上画出一条直线a作为界面，把长方体玻璃砖放在白纸上，使它的一个长边与a对齐．用直尺或者三角板轻靠在玻璃砖的另一长边，按住直尺或三角板不动，将玻璃砖取下，画出直线a′代表玻璃砖的另一边，而不能用笔在白纸上沿着玻璃砖上边和下边分别画出直线a和a′，故A错误； B.在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P2把P1挡住，这样就可以确定入射光线和入射点O1.在眼睛这一侧，插上大头针P3，使它把P1、P2都挡住，再插上大头针P4，使它把P1、P2、P3都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点O2，故B正确； C.实验时入射角θ1应尽量大一些，但也不能太大(接近90°)，以减小实验误差，故C错误； 故选B. (2)由图乙可知，入射角相同，绿光的折射角小于红光的折射角，根据光的折射定律 n＝ 可知绿光的折射率大于红光的折射率，又因为绿光的频率大于红光的频率，所以频率大，折射率大． (3)根据折射定律可知，玻璃的折射率为 n玻璃＝ 该介质的折射率为 n介质＝ 其中α2＜α3 所以n玻璃＞n介质 答案：(1)B (2)大 (3)> 2．(2024·湖北高考)某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下： ①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线AA′和BB′，交点为O.将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴AA′，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图(a)所示． ②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M. ③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P. ④分别过M、P作BB′的垂线MM′、PP′，M′、P′是垂足，并用米尺分别测量MM′、PP′的长度x和y. ⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据．根据这些数据作出y－x图像，如图(b)所示． (1)关于该实验，下列说法正确的是________． A.入射角越小，误差越小 B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 C.选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显 (2)根据y－x图像，可得玻璃砖的折射率为________(保留三位有效数字). (3)若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”). 解析：(1)A.入射角适当即可，不能太小，入射角太小，导致折射角太小，测量的误差会变大，故A错误； B.激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差，故B正确； C.相同的材料在各点的折射效果都一样，故C错误． 故选B. (2)设半圆柱体玻璃砖的半径为R，根据几何关系可得入射角的正弦值为 sin i＝ 折射角的正弦值为 sin r＝ 折射率n＝＝ 可知y－x图像斜率大小等于折射率，即 n＝≈1.57 (3)根据(2)中数据处理方法可知若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果不变． 答案：(1)B (2)1.57 (3)不变 3．如图甲所示，在“测量玻璃的折射率”实验中，将白纸平铺在木板上并用图钉固定，确定玻璃砖与空气的两个界面aa′和bb′，O为直线AO与aa′的交点，在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针，用“＋”表示大头针的位置． (1)接下来要完成的必要步骤有 __________． A.插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像 B.插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像 C.插上大头针P4，使P4仅挡住P3 D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像 (2)过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线MN，连接OO′，测量得到图中角α和β的大小，则玻璃砖的折射率n＝__________． (3)实验时，甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′与bb′后，将玻璃砖垂直于aa′方向沿纸面向上平移了少许，其他操作正确：乙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，其他操作正确．甲同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比________．乙同学测出玻璃砖的折射率与真实值相比__________．(填“偏大”“偏小”或“不变”) (4)对“测定玻璃折射率”的实验中的一些问题，几个同学发生了争论，他们的意见如下，其中正确的是 __________． A.为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些 B.光从界面aa′入射时，如果入射角大于临界角，光将不会进入玻璃砖 C.不论光以什么角度从aa′射入，经一次折射后达到界面bb′都能射出 D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察 (5)如图乙所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学换用一块三棱镜来进行实验，先在白纸上放好截面是正三角形ABC的三棱镜，并确定AB和AC界面的位置，然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针P1和P2，再从棱镜的右侧观察P1和P2的像．插上大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像．正确完成上述操作后，在纸上标出大头针P3、P4的位置(图中已标出).为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图甲、乙所示．在图中能够仅通过测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图__________(填“丙”或“丁”)，所测玻璃折射率的表达式n＝__________(用代表线段长度的字母ED、FG表示). 解析：(1)根据实验原理可知，该同学接下来要完成的必要步骤有，插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像；插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像． 故选BD. (2)由折射率定义有 n＝ 其中θ1为空气中的角度，所以折射率 n＝ (3)甲同学在白纸上正确画出平行玻璃砖的两个界面aa′与bb′后，将玻璃砖垂直于aa′方向沿纸面向上平移了少许，经过玻璃砖的光路如图所示： 由于整个玻璃砖分界线向上平移，则测出的折射角与正确操作时相同，根据折射定律可知，甲同学测出的玻璃砖的折射率与真实值相比不变； 乙同学在白纸上画aa′、bb′两界面时，其间距比平行玻璃砖两光学面的间距稍微小些，则如图所示： 由几何知识可知测出的折射角小于正确操作时折射角，根据折射定律知乙同学测得的玻璃砖的折射率与真实值相比偏大． (4)A.为了提高测量的精确度，P1、P2及P3、P4之间的距离应适当大一些，以减小确定光路方向时造成的误差，A正确； B.全反射必须是光由光密介质射向与光疏介质的交界面时才能发生，所以即使光在界面aa′的入射角大于临界角，光也不会发生全反射，而一定会折射进入玻璃砖，故B错误； C.根据光路的可逆性可知光在aa′的入射角为β，根据折射定律有sin α＝<＝sin C 不论光以什么角度从aa′射入，经一次折射后到达界面bb′时的入射角都会小于全反射临界角，所以都能射出bb′，故C正确； D.如果入射角太大，则反射光过强，折射光过弱，不易观察，D正确． 故选ACD. (5)由折射率公式可知，在图丁中可有DO＝GO 可得折射率n＝＝ 所以测量ED、FG的长度便可正确计算出折射率的是图丁． 答案：(1)BD　(2)　(3)不变　偏大 (4)ACD　(5)丁　 4．(2023·海南高考)如图所示，在用激光测玻璃砖折射率的实验中，玻璃砖与光屏P平行放置，从另一侧用激光笔以一定角度照射，此时在光屏上的S1处有激光点，移走玻璃砖，光点移到S2处． (1)请在图中画出激光束经玻璃砖折射后完整的光路图； (2)已经测出AB＝l1，OA＝l2，S1S2＝l3，则折射率n＝________(用l1、l2、l3表示)； (3)若改用宽度比ab更小的玻璃砖做实验，则S1S2间的距离会________(填“变大”“变小”或“不变”). 解析：(1)光线穿过平行玻璃砖的出射光线和入射光线平行，过S1作BS2的平行线，交ad于C点，连接OC，光路图如图所示． (2)根据几何关系可知，入射角的正弦值sin i＝，折射角的正弦值sin r＝，根据折射定律n＝＝. (3)若玻璃砖的宽度变小，ad边与两条光线的交点距离变小，即BC变小，则S1S2间的距离也会变小． 答案：(1)见解析图　(2) (3)变小 5．某同学在利用“插针法”测定一块红色直角三角形玻璃砖的折射率时发现，由于玻璃的颜色较深，在另一侧很难观测到对侧所插的针，他想到可以用实验室的红色激光器来完成实验．如图所示，他在木板上固定好白纸，放好玻璃砖，正确作出了界面MN、MP、NP，然后让很细的激光平行于木板从玻璃砖的上界面MN入射． (1)由于激光很强，不能用眼睛直接观测，该同学通过在木板上插入被激光照亮的针来确定激光光路，正确的插针顺序应是________． A.P1、P2、P3、P4　　　　B．P4、P3、P2、P1 C.P1、P2、P4、P3 D．P4、P3、P1、P2 (2)若P1P2与MN垂直，用量角器量得图中的θ1＝60°，θ2＝30°，则玻璃的折射率为________． A. B． C. D． (3)若激光器正常发光，平行于MN从玻璃砖NP界面垂直射入玻璃砖，如图中虚线箭头所示．该同学发现在MP一侧始终找不到出射光线，则原因是________________________________________________________________________； 该同学在MP一侧没有找到出射光线，但在MN一侧找到了出射光线，他依然用被激光照亮的针确定了激光在MN一侧的出射光线和NP一侧的入射光线，则测量后他________计算出玻璃的折射率(填“能”或“不能”). 解析：(1)应该先插光路后面的针，否则光被挡住，后面的针无法确定位置，故正确的插针顺序应是P4、P3、P2、P1，故B正确． (2)在MP界面上，由几何关系知光的入射角为i＝30°，折射角为r＝60°，则玻璃的折射率为n＝＝＝，故A正确． (3)入射光线与MN平行，在MP一侧没有找到出射光线，说明光线在MP上发生了全反射，根据几何关系可以求出光线在MN面上的入射角，由插针得出折射角，从而由折射率公式计算出折射率． 答案：(1)B　(2)A　(3)激光在MP界面上发生了全反射　能 学科网（北京）股份有限公司 $$